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《郑州大学》 2003年
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大功率激光二极管端面泵浦Nd:YVO_4固体激光器的研究

高明义  
【摘要】: 激光二极管泵浦的固体激光器(DPSSL)具有效率高、稳定性好、体积小、重量轻、寿命长、光束质量好等优点,并可制成集成化的产品,在军事、医疗、通信、加工和科学研究中得到广泛的应用。激光二极管端面泵浦固体激光器相对侧面泵浦固体激光器具有模式匹配好、激光阈值低、效率高等优点;同时掺钕钒酸钇晶体(Nd:YVO_4)具有发射截面大、吸收带宽宽、吸收系数大、上能级寿命短以及输出激光为偏振光等优点;因此,用激光二极管端面泵浦Nd:YVO_4晶体,可实现更高的泵浦效率,更佳的波长匹配和模式匹配,以及在更宽的温度范围内实现高重复频率运转。本论文报道了大功率激光二极管端面泵浦Nd:YVO_4固体激光器的研究。在泵浦功率为28.77W时,获得了18.16W的TEM_(00)模1064nm激光输出。 论文的主要内容如下: 1.首先介绍激光二极管泵浦固体激光器(DPSSL)的泵浦方式,接着介绍其研究热点、应用领域和研究进展,最后介绍LD端面泵浦Nd:YVO_4固体激光器的研究意义及其研究现状。 2.在理论上对大功率LD端面泵浦固体激光器的激光输出特性和热效应等进行了较深入的研究。特别是对诸如Nd:YVO_4等热学各向异性激光介质热效应的研究中,充分考虑下列实际情况:(1)激光介质通光面为方形;(2)泵浦光为高斯光束;(3)泵浦光只作用于部分通光面(即边界条件为圆形);(4)晶体侧面为热沉的实际冷却温度。在这些实际情况的基础之上,利用MATLAB程序语言,以Nd:YVO_4为例,对各向异性激光介质的热传导方程进行了精确的数值计算,得出了介质中各点的温度及温度分布,从而定量地研究热透镜效应和热致双折射效应等,对设计热稳腔、提高激光器的输出功率、稳定性及光-光转换效率等有重要的作用。 3.对大功率激光二极管端面泵浦Nd:YVO_4固体激光器进行了实验研究,在LD尾纤输出光功率为28.77W时,得到18.16W的TEM_(00)1064nm激光输出。 光光转换效率为:(1)如果定义1064nm激光输出功率与激光二极管尾纤输 出功率的比值为光一光转换效率,当1064nm激光输出功率为18.16w时,光 一光转换效率63.1%。(2)如果定义1064nm激光输出功率与经过光学藕合 系统后泵浦光功率比值为光一光转换效率,当1064nm激光输出功率为 18.16w时,光一光转换效率为70.34%。(3)如果定义1064nn飞激光输出功率 与入射到Nd:YVO;品体中的泵浦光功率比值为光一光转换效率(本项目研究 所用Nd:YvO4品体通光面的SO8nmo光和e光的反射率分别为:2.5507和 2.146,计算中使用的折射率参数为:2.146),则当1064nm激光输出功率为 18.16W时,光一光转换效率为75.59%。
【学位授予单位】:郑州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:TN248

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 毛丽琴,王丽,田宏宾;新型全固态激光器作用过程中的激光参数分析[J];光学技术;2005年06期
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1 李志刚;大功率固态激光器中的传热与热应力研究[D];中国科学院研究生院(工程热物理研究所);2008年
【参考文献】
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9 杜戈果,王贤华,陈国夫;LD泵浦的高效掺钕钒酸钇(Nd~(3+):YVO_4)激光器[J];光子学报;1998年07期
10 李春,安毓英,曾小东,林彬,何俊发;3~5μm角度调谐LiNbO_3晶体光参量振荡器的技术研究[J];光子学报;2002年08期
【共引文献】
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6 宋贵才,全薇,宁国斌,金光勇,闫晓媛,任重,梁柱;伞形端头光源—光纤耦合器[J];兵工学报;2004年03期
7 吴昊;李洪祚;王一帆;刘瑞;范英杰;陈薪羽;;连续侧面泵浦Nd∶YAG陶瓷激光器被动调Q研究[J];兵工学报;2012年03期
8 李朝阳,王勇刚,黄骝,宋海平;LBO晶体非临界相位匹配倍频研究[J];北京工业大学学报;2003年02期
9 冯驰;李强;姜梦华;王宝华;;Nd:YAG调Q脉冲激光器微孔实验研究[J];北京工业大学学报;2010年03期
10 高雪松,高春清,林志锋,胡姝玲,李家泽,魏光辉;高功率双包层光纤激光器温度分布的数值分析[J];北京理工大学学报;2005年11期
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2 邱基斯;樊仲维;唐熊忻;张晶;刘悦亮;;高效双端泵电光腔倒空Nd:YLF 1053nm激光器[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
3 孙哲;李强;姜梦华;雷訇;惠勇凌;;采用[100]方向的Nd:YAG增大激光器线偏振输出功率研究[A];中国光学学会2011年学术大会摘要集[C];2011年
4 杨帆;赵长明;;太阳光泵浦Nd:YAG激光器中聚光器的设计[A];2004全国光学与光电子学学术研讨会、2005全国光学与光电子学学术研讨会、广西光学学会成立20周年年会论文集[C];2005年
5 赵娟;曹科峰;曹宁翔;朱利君;陈敏;;100J强激光脉冲能源系统电路优化[A];四川省电子学会高能电子学专业委员会第四届学术交流会论文集[C];2005年
6 孙维娜;王伟力;秘国江;朱辰;杨文是;;激光二极管抽运高重复频率大能量激光器[A];第十七届全国激光学术会议论文集[C];2005年
7 童立新;高清松;陈晓琳;陈军;唐淳;刘芳;;高重复频率融石英棒受激布里渊散射相位共轭实验研究[A];第十七届全国激光学术会议论文集[C];2005年
8 陈远斌;贺少勃;於海武;杨东;刘建国;刘勇;郭良福;力一峥;陈德怀;王琳;;高负载脉冲氙灯管壁特性实验研究[A];第十七届全国激光学术会议论文集[C];2005年
9 路英宾;高剑波;卿光弼;陈德章;刘韵;兰戈;;激光二极管侧面抽运铒玻璃激光器的电光调Q技术[A];第十七届全国激光学术会议论文集[C];2005年
10 刘建国;贺少勃;陈远斌;曹丁象;杨东;刘勇;於海武;;高平均功率钕玻璃片状激光器增益特性模拟[A];第十七届全国激光学术会议论文集[C];2005年
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1 马建立;DPL的光束质量控制及稳定倍频技术研究[D];长春理工大学;2010年
2 何丽娟;新型光激放电测量装置研制及典型聚合物PSD谱[D];哈尔滨理工大学;2010年
3 崔泽琴;AZ31B镁合金脉冲激光加工行为的研究[D];太原理工大学;2011年
4 杜杉;Er~(3+):YAG晶体中上转换机制对激发波长敏感性的研究[D];吉林大学;2011年
5 张晓琳;微波法制备YAG粉体微观结构的调控及其烧结性的研究[D];山东大学;2011年
6 黄庆捷;Tm~(3+)/Yb~(3+)共掺材料制备与激光性能研究[D];山东大学;2011年
7 颜涛;高品质铌酸锂、钽酸锂晶体的生长、结构与性质研究[D];山东大学;2011年
8 王伟;ICF激光驱动器频率转换关键问题研究[D];山东大学;2011年
9 林海;稀土掺杂钨酸钆钠激光晶体生长与性能研究[D];长春理工大学;2011年
10 张莹;双钨酸盐KRE_xYb_(1-x)(WO_4)_2激光晶体的研究[D];长春理工大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 魏星斌;中红外PPLN光参量振荡技术研究[D];中国工程物理研究院;2010年
2 沙鹏;半导体泵浦高重频绿光激光器研究[D];长春理工大学;2010年
3 阴贵郁;基于图像处理技术的激光M~2因子测量方法研究[D];长春理工大学;2010年
4 赵晓宏;Cr~(4+):YAG晶体的生长与缺陷分析[D];长春理工大学;2010年
5 王汝攻;全固态593nm黄光激光器的研究[D];长春理工大学;2010年
6 周楠;任意波形超短光脉冲发生器研究[D];北京交通大学;2011年
7 陈慧彬;1.53μm人眼安全光学参量振荡器的研究[D];福建师范大学;2010年
8 沙平生;基于微晶片激光的诱导击穿光谱系统设计与研究[D];东华大学;2011年
9 胡春辉;基于三点调平的农田激光清平机设计与研究[D];河北农业大学;2011年
10 朱东济;大功率半导体激光器阵列远场光分布特性研究[D];西安电子科技大学;2011年
【同被引文献】
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1 谢红云,陈国鹰,安振峰,辛国锋,康志龙;大功率半导体激光器阵列稳态温度分布分析[J];半导体学报;2003年10期
2 王军荣,闵敬春,宋耀祖;板状激光振荡介质温度场和应力场的数值模拟[J];工程热物理学报;2003年05期
3 王勇刚,马骁宇,张洪波,刘媛媛;泵浦用大功率半导体激光器研制与应用发展状况[J];光电子技术;2003年04期
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6 李明海,任建勋,宋耀祖,梁新刚,过增元;天基激光器的排热方案研究[J];激光技术;2002年03期
7 方爱平,楼祺洪,董景星,魏运荣,李铁军;LD侧泵浦Nd∶YAG板状介质温度特性的理论研究[J];激光技术;2003年03期
8 翟群,吕百达,杨成龙;二极管泵浦板条激光介质的二维温度和应力分布[J];激光技术;1998年04期
9 刘杰,杨济民,何京良;LD抽运Nd:YVO_4、Nd:GdVO_4和Nd:YAG激光特性比较[J];激光杂志;2003年05期
10 郭丽,姚建铨,禹国俊,周睿,温午麒,王鹏;85W绿光激光器中的KTP晶体热效应研究[J];激光杂志;2003年06期
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1 赵鸿;二极管侧面泵浦倍频固体激光技术研究[D];中国科学院西安光学精密机械研究所;2001年
2 杜少军;高能激光器及其发射系统的热变形研究[D];国防科学技术大学;2001年
3 唐淳;高亮度全固态二极管泵浦固体激光技术研究[D];浙江大学;2003年
4 李志刚;二极管泵浦固体激光器及放大器的研究[D];华中科技大学;2004年
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1 蔡震;板条侧面绝热技术研究及相变蓄冷温控技术研究[D];中国工程物理研究院;2001年
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5 赵致民;大功率全固态Nd:YVO_4/LBO绿光激光器研究[D];西北大学;2003年
6 曹玉莲;高功率半导体量子阱激光器的可靠性研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2003年
7 刘凤芹;全固态Nd:GdVO_4连续波被动调Q激光器的研究[D];山东师范大学;2003年
8 唐裕霞;大功率半导体激光器列阵散热技术的研究[D];长春理工大学;2004年
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10 何友军;半导体激光器的热特性及封装技术研究[D];中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所);2003年
【二级引证文献】
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1 韩玉东;张方;唐锐;陈烁;;小型脉冲固体激光器输出特性的实验研究[J];光学仪器;2011年02期
2 吴朝辉;郭强;周健;王首长;黄荔;;双半圆柱激光器的设计及其热效应分析[J];激光与光电子学进展;2012年03期
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1 陶毓伽;大功率固体激光器冷却研究[D];中国科学院研究生院(工程热物理研究所);2010年
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1 董武威;脉冲激光二极管泵浦激光晶体时变温场特性研究[D];西安建筑科技大学;2010年
【二级参考文献】
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1 廖银燕,王卫民,陈津燕,杨森林,唐淳,杨成龙,邵英斌;高效率二极管端泵浦Nd∶YAG连续激光器[J];光电工程;1996年S1期
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3 李传东,胡文涛,张正泉,徐至展;激光二极管泵浦的全固体锁模激光器[J];光学学报;1997年08期
4 王卫民,杨成龙,唐淳,杨森林,陈津燕,廖银燕,邵英斌,吕百达,蔡邦维;二极管激光侧泵浦单横模100Hz电光调Q激光器[J];光学学报;1997年10期
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8 何京良,侯玮,张恒利,李健,王建明,许祖彦,杨国桢;LD抽运Nd:YVO_4腔内倍频连续波8.8W绿光激光器[J];中国激光;2000年06期
9 王长青,沈德元,卢建仁,邵宗书,蒋民华;激光二极管泵浦的1.34μm及其腔内倍频红光Nd: YVO_4激光器[J];中国激光;1997年07期
10 何京良,侯玮,张恒利,冯宝华,许祖彦,杨国桢,赵宗源,王建明,吴星;三明治腔结构的Nd:YVO_4激光器[J];兵工自动化;1998年03期
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1 过振,王石语,蔡德芳,高桂珍,文建国,张焱;305激光二极管端面泵浦Nd:YLF激光器调Q特性研究[J];激光杂志;1995年05期
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4 杨林,黄维玲,丘军林,VolkerGaebler,LiuBaining,HansJ.Eichler;激光二极管端面泵浦的多晶Nd:YAG1.32μm连续激光器[J];量子电子学报;2003年03期
5 邓锡铭;激光器[J];物理;1965年05期
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7 E.David Hinkley;;空间用激光器[J];激光与红外;1986年02期
8 汤晓,周佩珍;二极管激光器泵浦的固体激光器[J];物理;1990年08期
9 晓真,咏涛;有机固体激光器的过去与未来[J];激光与光电子学进展;1998年08期
10 ;激光器件 固体激光器[J];中国光学与应用光学文摘;2003年04期
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1 鲁燕华;;全固态腔外和频589nm钠信标激光器[A];中国工程物理研究院科技年报(2009年版)[C];2010年
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3 王克强;韩隆;王建军;吴军勇;吕华昌;;3~5μm固体激光器[A];中国光学学会2006年学术大会论文摘要集[C];2006年
4 钟鸣;;车载固体战术激光武器系统[A];全国激光应用技术前沿发展报告会论文集[C];2005年
5 欧群飞;陈世伟;钟鸣;;新概念表面高能固体激光器研究进展[A];2007年中国青年光学学术研讨会论文摘要集[C];2007年
6 王磊;陈晓波;郑东;郭敬华;李永良;吴正龙;郑喆;刘玉花;陈晓端;马辉;常崇艳;刘金英;;掺钕钒酸钇晶体的光物理学特性及应用[A];北京高教学会实验室工作研究会2007年学术研讨会论文集[C];2007年
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8 靳全伟;;非稳腔固体激光器设计[A];中国光学学会2011年学术大会摘要集[C];2011年
9 肖洪亮;吕景文;王连平;李允俊;;功能滤光玻璃研究[A];中国硅酸盐学会2003年学术年会论文摘要集[C];2003年
10 徐学珍;桂尤喜;袁桐;;激光晶体材料[A];中国新材料产业发展报告(2005)[C];2005年
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1 刘代军;高能固体激光器项目取得重大突破[N];中国航空报;2008年
2 本报记者李晓宏 特约记者 张;十胃九病:拖不得的治疗[N];健康时报;2003年
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9 巨养峰;光纤超荧光光源和固体激光器件[D];中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所);2002年
10 陶毓伽;大功率固体激光器冷却研究[D];中国科学院研究生院(工程热物理研究所);2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 高明义;大功率激光二极管端面泵浦Nd:YVO_4固体激光器的研究[D];郑州大学;2003年
2 王少凯;LD端面泵浦的高功率单频稳频Nd:YVO_4激光器[D];山西大学;2003年
3 孙晓桁;1.6μm掺铒固体激光器激光特性研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
4 贺永乐;固体激光器中心掺杂晶体研究[D];西安电子科技大学;2011年
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6 蒋立新;钢管端头可视化检测系统和方法[D];合肥工业大学;2004年
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8 王鹏飞;二极管泵浦内腔倍频固体激光器的理论与实验研究[D];四川大学;2003年
9 关丽;Nd:YAG固体激光器的热效应研究[D];南京邮电大学;2012年
10 杜丹;LD侧面泵浦固体激光器工作物质的瞬态热效应研究[D];长春理工大学;2012年
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